Typiska scheman och metoder för att starta synkronmotorer
För att säkerställa att kraftfulla elektriska enheter används synkron elektriska motorer. De har hittat tillämpning i kompressoranläggningar, pumpar, system, valsverk, fläktar. De används inom metallurgi, cement, olja och gas och andra industrier där det är nödvändigt att använda högeffektiv utrustning. I den här artikeln beslutade vi att berätta för läsarna på webbplatsen my.electricianexphur synkroniserade motorer kan startas.
För- och nackdelar
Synkronmotorer är strukturellt mer komplicerade än asynkrona motorer, men de har ett antal fördelar:
- Funktionen av synkrona elektriska motorer i mindre utsträckning beror på fluktuationer i matningsnätets spänning.
- Jämfört med asynkrona har de större effektivitet och bättre mekaniska egenskaper med mindre dimensioner.
- Rotationshastigheten är oberoende av belastningen. Det vill säga belastningsfluktuationer i driftsområdet påverkar inte hastigheten.
- De kan arbeta med betydande överbelastningar på axeln. Om kortvariga toppbelastningar uppstår kompenserar en ökning av strömmen i fältlindningen för dessa överbelastningar.
- Med ett optimalt valt läge för exciteringsström förbrukar inte elektriska motorer och överför inte reaktiv energi till nätverket, d.v.s. cosϕ är lika med en. Motorer som arbetar med överexcitation kan generera reaktiv energi. Vad gör att de inte bara kan användas som motorer utan också som kompensatorer. Om reaktiv energi behövs appliceras en ökad spänning på fältspolen.
Med alla de positiva egenskaperna hos synkrona elmotorer har de en betydande nackdel - komplexiteten i att starta. De har inte ett startmoment. För att starta krävs specialutrustning. Detta har länge begränsat användningen av sådana motorer.
Startmetoder
Synkroniska elektriska motorer kan startas på tre sätt - med en extra motor, asynkron och frekvensstart. Vid val av metod beaktas rotorns konstruktion.
Det utförs med permanentmagneter, med elektromagnetisk excitation eller kombineras. Tillsammans med fältets lindning är en kortsluten lindning, en ekorrbur, monterad på rotorn. Det kallas också dämpande lindning.
Börjar med en boostermotor
Denna startmetod används sällan i praktiken, eftersom det är svårt att implementera tekniskt. En ytterligare elektrisk motor krävs, som är mekaniskt ansluten till synkrona motorens rotor.
Med hjälp av en accelererande motor lossas rotorn till värden nära statorfältets rotationshastighet (till synkron hastighet). Sedan appliceras en konstant spänning på rotorns fältlindning.
Styrningen utförs av glödlampor som är anslutna parallellt med effektbrytaren, som levererar spänning till statorns lindningar. Strömbrytaren måste vara avstängd.
I det första ögonblicket blinkar lamporna, men när de når den nominella hastigheten slutar de bränna. Vid denna punkt appliceras spänning på statorns lindningar. Då kan den synkrona elmotorn fungera oberoende.
Sedan kopplas den extra motorn från nätverket och i vissa fall kopplas den bort mekaniskt. Detta är funktionerna i att starta med en accelererande motor.
Asynkron start
Den asynkrona startmetoden är överlägset den vanligaste. En sådan start möjliggjordes efter att rotorkonstruktionen ändrades. Dess fördel är att en extra accelererande motor inte behövs, förutom fältlindningen, monterades kortslutna ekorreburstänger i rotorn, vilket gjorde det möjligt att starta den i asynkronläge. Under detta villkor användes denna metod för uppstart i stor utsträckning.
Rekommendera genast att titta på en video om ämnet:
När spänningen anbringas på statorns lindning, accelererar motorn i asynkronläge. Efter att ha uppnått revolutioner nära nominella aktiveras spänningslindningen.
Den elektriska maskinen går in i synkroniseringsläge. Men inte så enkelt. Under uppstarten visas en spänning i fältets lindning, som ökar med ökande hastighet. Det skapar ett magnetiskt flöde som påverkar statorns strömmar.
I detta fall inträffar ett bromsmoment som kan stoppa rotorns acceleration. För att minska de skadliga effekterna av fältlindningen är de anslutna till ett urladdnings- eller kompensationsmotstånd. I praktiken är dessa motstånd Det är stora tunga lådor där stålspiraler används som ett resistivt element. Om detta inte görs kan en nedbrytning av isoleringen uppstå på grund av ökad spänning. Vad kommer att resultera i fel på utrustningen.
Efter att ha nått den subsynkroniska hastigheten kopplas motstånden bort från excitationslindningen, och en konstant spänning tillförs den från generatorn (i generator-motor-systemet) eller från tyristor-exciteraren (sådana enheter kallas VTE, TVU och så vidare, beroende på serien). Som ett resultat går motorn i synkronläge.
Nackdelarna med denna metod är stora rusströmmar, vilket orsakar en betydande nedgång i matningsspänningen. Detta kan leda till avstängning av andra synkronmaskiner som arbetar på denna linje, som ett resultat av lågspänningsskyddet. För att minska denna effekt är statorns lindningskretsar anslutna till kompensationsanordningar som begränsar rusningsströmmar.
Det kan vara:
- Ytterligare motstånd eller reaktorer som begränsar rusningsströmmar. Efter acceleration växlas de in och nätspänningen appliceras på statorns lindningar.
- Användning av autotransformatorer. Med deras hjälp minskar ingångsspänningen. När man når en rotationshastighet på 95-97% av arbetet sker omkoppling. Autotransformatorerna stängs av och växelspänningen appliceras på lindningarna. Som ett resultat går elmotorn in i synkroniseringsläge. Denna metod är tekniskt mer komplex och dyr. Och autotransformatorer misslyckas ofta. Därför används i praktiken sällan denna metod.
Frekvensstart
Frekvensstart av synkronmotorer används för att starta högeffektapparater (från 1 till 10 MW) med en driftspänning på 6, 10 KV, både i läget för enkel start (med belastningens fläktkaraktär) och med tung start (kulkvarnar). För dessa ändamål finns enheter för mjukfrekvensstart.
Funktionsprincipen liknar högspännings- och lågspänningsanordningar som fungerar enligt frekvensomvandlare.De ger ett startmoment på upp till 100% av det nominella, och ger också start av flera motorer från en enhet. Du ser ett exempel på en krets med en mjukstartare nedan, den slås på när motorn startar och sedan tas den bort från kretsen, varefter motorn ansluts direkt till nätverket.
Upphetsningssystem
Fram till nyligen användes en oberoende excitationsgenerator för excitation. Det var beläget på samma axel med en synkron elektrisk motor. Ett sådant system tillämpas fortfarande i vissa företag, men det är föråldrat och tillämpas nu inte. För att reglera excitationen används nu VTE-tyristorpatogener.
De tillhandahåller:
- optimalt startläge för synkronmotorn;
- bibehålla en given fältström inom förutbestämda gränser;
- automatisk reglering av exciteringsspänningen beroende på lasten;
- begränsning av den maximala och minsta excitationsströmmen;
- omedelbar ökning av excitationsströmmen under sänkning av matningsspänningen;
- dämpning av rotorfältet när det kopplas bort från matningsnätet;
- övervakning av isoleringsstatus med felmeddelande;
- tillhandahålla en kontroll av fältets lindningstillstånd när motorn är på tomgång;
- arbeta med en högspänningsfrekvensomvandlare som ger asynkron och synkron uppstart.
Dessa enheter är mycket pålitliga. Den största nackdelen är det höga priset.
Sammanfattningsvis noterar vi att det vanligaste sättet att starta synkronmotorer är asynkron start. Jag hittade praktiskt taget inte applikationen att börja använda en extra elmotor. Samtidigt är en frekvensstart, som låter dig automatiskt lösa startproblem, ganska dyr.
Relaterade material:
Hämtar ...
